단국대 “더 밝고 오래 지속되는 청색 OLED 소자 개발”

[이데일리 신하영 기자] 단국대 연구진이 더 밝고 오래 지속되는 청색 인광 OLED(유기발광다이오드) 소자 개발에 성공했다.

사진=단국대 제공

단국대는 강선우(사진) 화학과 교수팀이 홍익대·가천대·로오딘 연구진과의 공동 연구에서 이러한 성과를 얻었다고 8일 밝혔다. 연구 결과는 저명 국제 학술지(Advanced Materials)에 게재됐다.

OLED(유기 발광 다이오드)는 스마트폰·태블릿 등 모바일 기기에서 가장 많이 쓰이는 디스플레이로 적색, 녹색, 청색의 유기물질이 색을 구현한다. 빛을 내는 방식에 따라서는 ‘인광’과 ‘형광’으로 구분된다. 인광은 전기에너지를 빛으로 바꾸는 효율이 100%에 가깝고, 형광은 25% 정도에 그친다.

현재 적색과 녹색 소자는 인광 OLED가 상용화됐지만 청색 인광 OLED는 수명이 짧고 안정성이 낮아 아직까지 형광 OLED에 의존하고 있다. 특히 청색 인광 OLED는 짧은 수명으로 장시간 사용 시 디스플레이 열화 현상이 쉽게 발현돼 제품화가 어려운 실정이다. 이 때문에 청색 인광 OLED 개발은 ‘OLED의 마지막 퍼즐‘로 불리고 있다.

연구팀은 기존 소자(BD-02)의 효율, 수명, 색 순도를 저해하는 분자의 떨림 현상을 효과적으로 억제하는 설계 방법을 개발했다. 청색 인광 발광체를 구성하는 카바졸(carbazole)이란 분자 그룹에 스피로플루오렌(spirofluorene)이라는 분자 그룹을 적용해 분자의 진동을 감소시켰다. 연구팀이 개발한 소자는 기존 소자(BD-02)에 비해 113%의 발광 효율을 보였으며, 수명은 138% 늘어났다.

강선우 교수는 “새롭게 개발된 백금 기반의 Pt(II) 복합체는 분자의 떨림 현상을 억제하며 고효율과 긴 수명을 보이는 분자 구조의 기초 설계 방법을 제시해 청색 인광 OLED 소자 상용화를 더욱 앞당기는 계기가 될 것”이라고 했다.